攪拌不同粘度溶液的攪拌器選擇

　　為了使流體得到有效的攪拌混合，需要考慮多種因素，如攪拌器位置、結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)速、反應釜容量、流體物性、粘度等。本文僅針對流體粘度的變化情況，簡要闡述了不同的攪拌器結(jié)構(gòu)及其適用范圍，為在實際生產(chǎn)生活中選擇合適構(gòu)型的攪拌器，以達到較好的攪拌效果提供一定的參考。

　　摘 要：攪拌在實驗過程和實際生產(chǎn)中起著非常重要的作用，主要是將兩種或兩種以上不同介質(zhì)進行充分接觸混合或進行充分反應。目前攪拌方式主要包括典型的機械攪拌、氣流攪拌和超聲震蕩等方式，其中傳統(tǒng)的機械攪拌因結(jié)構(gòu)簡單、易操作、制作方法較為成熟而被廣泛應用于各個工藝。攪拌器的分類方法有很多，可按反應釜流體流動形態(tài)、葉片攪拌結(jié)構(gòu)等進行劃分，此處主要按反應釜攪拌裝置的用途進行劃分，主要分為中低粘度和高粘度流體用攪拌器。攪拌器主要是對兩種或多種不同介質(zhì)進行充分混勻，然后發(fā)生物理反應或復雜的化學反應，同時發(fā)揮傳質(zhì)、傳熱等作用，可對液相-液相、固相-液相、氣相-液相或固-液-氣相進行均勻分散。根據(jù)反應釜中流體的粘度大小，選擇不同的攪拌器進行攪拌，以達到反應的目的，以下對中低粘度流體用攪拌器和高粘度流體用攪拌器進行簡要介紹。

　　關(guān)鍵詞：粘度;攪拌器;選擇

　　一、中低粘度流體用攪拌器選擇

　　粘度是流體粘滯性的一種參數(shù)，即受外力作用移動時，液體分子間產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力的量度。對于中低粘度流體，我們可選取以下幾種攪拌器。

　　(一)推進式攪拌器

　　推進式攪拌器一般有三瓣葉片，其葉長較短，與反應釜內(nèi)徑之比為0.2～0.5，攪拌時，流體進入槳葉，經(jīng)筒狀螺形攪拌器排出，至容器底部返回，采用軸向循環(huán)，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，適用于低粘度、流量大的裝置，適用于液-液體系、低濃度固-液體系。

　　(二)漿式攪拌器

　　漿式攪拌器結(jié)構(gòu)簡單，一般有2～4瓣葉片，可分為直、斜葉式，即葉面分別與旋轉(zhuǎn)方向呈垂直或傾斜狀態(tài)，流體自軸桿向下運動，沿反應釜內(nèi)壁上移，不斷重復循環(huán)，其槳葉直徑較小，轉(zhuǎn)速較高，適用于低粘度(≤20Pa・s)液-液體系、固-液體系。

　　(三)板框漿式攪拌器

　　板框漿式攪拌器在漿式攪拌器基礎(chǔ)上，添加了板框，在一定程度上使得流體軸向循環(huán)更好。

　　(四)渦輪式攪拌器

　　渦輪式攪拌器主要分為圓盤式和開放式。其中圓盤式渦輪攪拌器是由軸桿底部連接圓盤，并普遍帶有六葉，葉型分平直、傾斜、彎曲等類型，其直徑一般為反應釜內(nèi)徑的1/3。該攪拌器中流體自渦輪流出，沿葉片水平擴散開來，分散性很好，適用于混合中低粘度的流體。

　　(五)布魯馬金式攪拌器

　　布魯馬金式攪拌器，類似渦輪式攪拌器，結(jié)構(gòu)相對復雜，槳葉前端有后掠角的大寬槳葉，流體沿徑向運動，沿切線排到大寬槳葉，產(chǎn)生對流及湍流擴散效應，分散性極好，適用于中低粘度的混合液。

　　(六)三葉后掠式攪拌器

　　三葉后掠式攪拌器結(jié)構(gòu)較為復雜，制造工藝較難，同樣類似于渦輪式攪拌器，在反應釜內(nèi)流體采用徑向流，自攪拌軸吸入槳葉，沿槳葉切線排出，具有良好的循環(huán)性、均勻性，適合中低粘度懸浮液或反應過程中粘度升高的流體。

　　二、高粘度流體用攪選擇

　　粘度較高的流體具有較大的內(nèi)摩擦力，在攪拌時，需要較大的機械能使流體內(nèi)部分子間發(fā)生相對運動，因此對攪拌器的強度有一定要求，選取類型如下所示。

　　(一)錨式攪拌器

　　錨式攪拌器是在漿式攪拌器基礎(chǔ)上變形而來，由水平和垂直槳葉焊接組合，該結(jié)構(gòu)較為堅固，不易發(fā)生變形，當攪拌器底部形狀與反應釜底相似時，則為錨式攪拌器。其直徑較大，約為反應釜內(nèi)徑的2/3～9/10，距釜內(nèi)壁較近，可將壁上粘著的物料刮掉，提升導熱性，其具有較強的剛性，適用于對高粘度(≤100Pa・s)流體進行攪拌，如高濃度懸浮液的反應、沉降晶析等。

　　(二)框式攪拌器

　　框式攪拌器與錨式攪拌器類似，只是在錨式裝置基礎(chǔ)上增加一橫槳葉，相對錨式結(jié)構(gòu)剛性增強，混合力度加大，其豎槳葉與反應釜內(nèi)壁保持平行且相近，易于刮掉內(nèi)壁沉積物料，提升導熱性，同樣適用于攪拌高濃度固-液懸浮體系、液-液分散體系等。

　　(三)鋸齒圓盤式攪拌器

　　鋸齒圓盤式攪拌器是在圓盤渦輪裝置基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，結(jié)構(gòu)相對復雜，其攪拌軸底部連接邊緣呈鋸齒形圓盤，在一定轉(zhuǎn)速下提升剪切能力，流體由渦輪的鋸齒邊緣切向流出，再沿槳葉切向方向流出，更易于混合均勻，適用于高濃度乳濁液、懸浮液等的分散。

　　(四)螺帶式攪拌器

　　螺帶式攪拌器的剛性強度較上述幾種高粘度攪拌裝置強得多，是由2～3個具有一定寬度的鋼帶按一定螺距呈螺旋狀繞于軸桿上形成，鋼帶邊緣與釜壁相貼，其間隙很小，攪拌時能不斷將粘于釜壁的沉積物料刮掉，且流體呈軸向運動，沿內(nèi)壁不斷螺旋上移，再沿槳軸向下排出。其一般是在層流狀態(tài)下操作，適用于黏度高的流體混合等。

　　(五)螺桿式攪拌器

　　螺桿式攪拌器與螺帶式結(jié)構(gòu)相似，比之較為簡單，其軸桿僅由一個鋼帶纏繞而成，其直徑較小，軸中心周圍流體混合度較高，采用軸向運動，適用于中高粘度的流體混合、傳熱等。

　　(六)螺桿-螺帶式攪拌器

　　螺桿-螺帶式攪拌器主要由螺桿式和螺帶式組合而成，對流體的傳質(zhì)、傳熱、混合均勻性非常好，綜合了螺桿式和螺帶式攪拌器的優(yōu)點，相對結(jié)構(gòu)較為復雜，適用于高粘度流體的反應。

　　結(jié)語:

　　本文在不考慮其它因素的情況下，主要針對不同粘度的流體的攪拌，簡要介紹不同的攪拌器構(gòu)型及其使用范圍。綜上所述，當攪拌低粘度流體時，可以選用構(gòu)型簡單的攪拌器，如推進式、漿式;當攪拌中粘度流體時，可以選用扭力相對較大的渦輪式、布魯馬金式等攪拌器;當攪拌高粘度流體時，需要一定的剛性強度，可采用錨框式、鋸齒圓盤式、螺帶式等。

　　參考文獻:

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